北斗“吉星”不一般

  日前，我国成功发射第41颗北斗导航卫星。这颗卫星是目前北斗导航家族中“功能最强”的导航卫星，作为北斗全球卫星导航系统地球同步轨道（GEO）首发星，也获得了“吉星”（GEO轨道导航卫星的谐音）的昵称。

  经济日报记者从中国航天科技集团有限公司五院了解到，作为北斗三号卫星导航系统的高轨首发星，“吉星”除了具备传统导航卫星的功能外，还身怀多项绝技，具有广阔应用前景与划时代的意义，是我国作为负责任的航天大国的重要标志之一。

  要想实现无人驾驶，车辆必须实时、精准地“知道”自己的位置，如此才能放心上路。而使用普通导航卫星做定位时，会有几米甚至十几米的误差，远达不到上路行驶的安全要求。这就需要在地面建设基准参考站，通过“地基增强”以消除定位误差。基准参考站不会跑，需要把自己的卫星定位信息和实际位置间的误差实时“广播”出去，周边用户才能据此去粗取精，获得精密定位信息。然而，一座基站只能覆盖周围几十公里区域，靠大量建设基站来实现精准定位，不仅耗资巨大，还没办法实现热点地区的全覆盖。想象一下，如果你坐着无人驾驶汽车开出了“定位服务区”，后果将十分可怕。

  此时，“吉星”的卫星精密单点定位业务优势就很明显了。北斗三号卫星副总设计师刘天雄介绍，在天上静止的“吉星”，可以像其他通信卫星那样，向地面稳定地广播导航差分，以及完好性增强信号。这样一来，仅需以全国已有的北斗导航卫星地面站为参考，得出各地导航误差，再通过“吉星”播发精密单点定位信号告知用户，就可以实现动态分米级、事后厘米级的定位服务，足够汽车无人驾驶、船舶精准停泊等场景使用，还省下了大规模建设基站的费用。

  与自动驾驶、精准农业等应用场景不同，民航对导航信号完好性要求严苛。完好性，简单地说，就是给我的导航信号要靠谱，万一不靠谱也要尽早告诉我。航班在航路上飞行时，导航信号偶尔中断并无大碍；可在飞机起飞和降落过程中，如果导航信号消失或出现偏差误导飞行员起降操作，那可不得了。

  “吉星”会通过两个频点播发符合国际民航组织标准的星基增强信号，逐步提升卫星系统定位精度，并增强导航信号的完好性。北斗三号卫星总体主任设计师潘宇倩介绍，“万一导航信号出现一些明显的异常问题，‘吉星’也会在6秒的安全时间内通知用户，切换其他导航信号”。

  此前，仅有美国、欧洲等极少数国家具备向民航提供星基增强业务的能力。“吉星”面向民航等用户的星基增强业务，标志着我国在卫星导航领域又取得了重大突破，将为国内外民航用户更好的提供花费更低、可用性更高的导航服务，将带来非常大的经济和社会效益。

  北斗卫星导航系统的应用首次为人们所广泛关注，是在汶川大地震救援中。当时，地面通信设施遭到严重破坏，救援部队利用北斗短报文通信发出了第一条来自灾区的信息，将灾情和受灾位置准确报告给救灾抢险指挥部。中国北斗“既知道我在哪、又知道你在哪”的“导航、通信一体化”优势，给各应用方留下了深刻印象。10年过去了，北斗短报文通信功能已大范围的应用于交通、电力等各行业，特别是在保护我国渔民、维护国家海洋权益上，发挥着重要作用。

  如今，“吉星”不仅在导航信号上兼容北斗二号，为传统用户更好的提供一如既往的导航服务，在短报文通信功能上也有了新突破——通信能力提升10倍，单次可发送1000多个中文字符，实现了从“短信”到“微信”的跨越，足以将突发情况的情节一次性说清楚。此外，“吉星”还可发送图片等信息，应用场景将更为丰富。

  潘宇倩介绍，“吉星”的接收信号能力也大幅增强，使用户终端的发射功率降低了10倍，实现了用户终端小型化，并可以与当前11位手机号码互联，大幅度的提升了使用者真实的体验。（经济日报记者 姜天骄）